杠杆原理公式.杠杆为什么会省力。

Question

我知道是F1L1=F2L2,求解释下原理。并且为什么F1要与L1垂直

Answer 1

因为能量守恒，又因为杠杆可以费力距（距离）。这样即要满足守恒，又要满足费力距，那么只有省力，才能同时产生两个满足，所以杠杆会省力。

Answer 2

这个问题问的好，实际上并不需要垂直，只要F1和F2平行就行
施加在杠杆上的力可以分解为垂直杠杆和平行于杠杆的力，垂直的力推动杠杆旋转，平行的力不起作用。需要衡量力矩的大小时我们需要推动杠杆的力和力臂两个参数，如果是任意方向的力这就会出现问题，所以只要是平行的两个力就可以，从数学上看平行的两个力其力矩平衡方程是：
F1L1*cosA=F2L2*cosA，cosA消掉了。A是力与力臂的夹角。
力矩平衡的一般方程是：
F1L1*cosA=F2L2*cosB。

Answer 3

因为物理学中规定：力臂是指支点到力的作用线的距离。
而数学中规定：所谓点到直线的距离就是过点作直线的垂线，则垂足到该点的距离即是。
那么既然力臂L是过支点作的力度作用线的垂线，所以力F1理应与力臂L1垂直啦！